春季學(xué)期電力電子技術(shù)第三次作業(yè)

1、春季學(xué)期電力電子技術(shù)第三次作業(yè)一、單項(xiàng)選擇題（本大題共20分，共 10 小題，每小題 2 分）1. 無源逆變指的是（ ）。A. A、將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋活l率或頻率可調(diào)的交流電能，送給負(fù)載B. B、將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋活l率或頻率可調(diào)的交流電能，送給電網(wǎng)C. C、將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋活l率或頻率可調(diào)的交流電能，送給負(fù)載D. D、將交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)槟骋活l率或頻率可調(diào)的交流電能，送給電網(wǎng)2. 晶閘管的額定電流是用一定條件下流過的最大工頻正弦半波（ ）來確定。 A. 電流有效值 B. 電流峰值 C. 電流瞬時(shí)值 D. 電流平均值3. 晶閘管導(dǎo)通后，要使晶閘管關(guān)斷，必須 （ ） A. 在門極施加負(fù)脈沖信號B.

2、 使控制角應(yīng)該大于90度C. 使陽極電流小于維持電流D. 使控制角小于90度4. 三相半波可控整流電路的自然換相點(diǎn)是( )。A. 交流相電壓的過零點(diǎn)B. 本相相電壓與相鄰相電壓正半周的交點(diǎn)處C. 比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)超前30°D. 比三相不控整流電路的自然換相點(diǎn)滯后60°5. 三相半波可控整流電路，在某控制角（30°<90°）下，負(fù)載分別為電阻負(fù)載、電感負(fù)載和電阻電感負(fù)載時(shí)，其輸出平均電壓分別為Ud1、U d2、U d3，則其大小關(guān)系為（ ）A. Ud1<U d2<U d3B. Ud1>U d2>U d3 C. U

3、d1>U d3>U d2D. Ud1<U d3<U d26. 某電力電子變換電路輸出電壓波形如圖所示。則該電路電路和負(fù)載類型的描述為（ ）。A. 單相半波整流 純電阻負(fù)載B. 單相橋式整流 電感性負(fù)載C. 單相半波整流 電感性負(fù)載D. 單相橋式整流 純電阻負(fù)載7. 帶平衡電抗器的雙反星形整流電路，電感性負(fù)載，負(fù)載電流為Id，那么一周期內(nèi)流過晶閘管的平均電流是( ) A. Id B. Id/3 C. Id/2 D. Id/68. 三相全控橋式整流帶反電勢負(fù)載，串聯(lián)電感L，工作在有源逆變狀態(tài)，控制角a120°時(shí)，晶閘管的導(dǎo)通角是( ) A. 90° B.

4、 60° C. 120° D. 180°9. 對于三相半波可控整流電路，換相重疊角與哪幾個(gè)參數(shù)有關(guān)( )A. 、負(fù)載電流Id以及變壓器漏抗XCB. 以及負(fù)載電流IdC. 和U2 D. 、負(fù)載電流Id、U2以及變壓器漏抗XC10. 一臺220V、10kW的電爐，現(xiàn)采用晶閘管單相交流調(diào)壓使其工作于5kW，此時(shí)電源側(cè)的功率因數(shù)為（ ） A. 0.5 B. 1 C. 0.707 D. 0.866二、填空題（本大題共10分，共 10 小題，每小題 1 分）1. 為了使柵極驅(qū)動電路與信號電路隔離，應(yīng)采用抗噪音能力強(qiáng)、信號傳輸時(shí)間短的 _ 。柵極和發(fā)射極的引線應(yīng)盡量短，柵極驅(qū)動

5、電路的輸出線應(yīng)為 _ 。2. _ 電力MOSFET的通態(tài)電阻Ron具有 _ 的溫度系數(shù)，并聯(lián)使用時(shí)具有 _ 的能力，因而_使用比較容易。3. 在晶閘管觸發(fā)脈沖產(chǎn)生電路中，常用的同步電壓有 _ 和 _ 兩種。4. 兩個(gè)直流電源同極性相接時(shí)，電流總是從電動勢 _ 的流向電動勢 _ 的，電流的大小取決于 _ 。由于回路電阻很小，即使很小的電動勢差值也能產(chǎn)生大的電流，在兩個(gè)電動勢源之間交換很大的功率。5. 和單相半橋、全橋逆變電路相同，電壓型三相橋式逆變電路的基本工作方式也是 _ 導(dǎo)電方式，即每個(gè)橋臂的導(dǎo)電角度為 _ ，同一相（即同一半橋）上下兩個(gè)臂交替導(dǎo)電，各相開始導(dǎo)電的角度依次相差 _ 。6. 根

6、據(jù)對環(huán)流（只在兩組變流器之間流動，而不流經(jīng)負(fù)載的電流）的不同處理方法，反并聯(lián)可逆電路又可分為幾種不同的控制方案，如 _ （即=工作制）、可控環(huán)流、 _ 和錯(cuò)位控制無環(huán)流等。7. 我國由技術(shù)監(jiān)督局于1993年發(fā)布了國家標(biāo)準(zhǔn)（GBT1454993） _ ，并從1994年3月1日起開始實(shí)施。8. 換相重疊角是由 _ 引起的，它使整流器的輸出電壓平均值 _ 。而使有源逆變電路的輸出電壓幅值 _ 。9. IGCT有的廠家也稱為 _ ，即 _ ，其將 _ 與 _ 的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，10. 觸發(fā)電路定相的關(guān)鍵是 _ 。三、判斷改錯(cuò)題（本大題共10分，共 5 小題，每小題 2 分）1. 相控整流裝置的缺點(diǎn)是功率

7、因數(shù)較低，控制角越小，功率因數(shù)越低。（ ）2. 三相可控整流電路的基本形式是三相半波可控整流電路，它有共陽極接法和共陰極接法兩種。（ ）3. 在一定的條件下，同一套可控整流電路既可工作在整流狀態(tài)，又可工作在逆變狀態(tài)，這種整流電路稱為變流電路。（ ）4. 為了防止逆變失敗，逆變角不能太大，逆變角的最大值必須加以限制。（ ）5. 逆變角和控制角的關(guān)系滿足 。（ ）四、計(jì)算題（本大題共10分，共 1 小題，每小題 10 分）單相交流調(diào)壓，阻感負(fù)載，UF=220V, L=5.5mH, R=1 求：移相角 ？最大負(fù)載電流有效值I=?最大輸出功率Pmax=?功率因數(shù)Cos =? 五、簡答題（本大題共20分

8、，共 5 小題，每小題 4 分）1. 在電動機(jī)負(fù)載電路中，為何會出現(xiàn)電流斷續(xù)現(xiàn)象。2. 交流調(diào)壓電路和交流調(diào)功電路有什么區(qū)別?二者各運(yùn)用于什么樣的負(fù)載?為什么? 3. Boost斬波電路的特點(diǎn)是什么？4. 開關(guān)電源中調(diào)壓穩(wěn)壓的基本原理是什么？5. 什么是電壓型逆變電路？什么是電流型逆變電路？二者各有什么特點(diǎn)？六、分析題（本大題共10分，共 1 小題，每小題 10 分）試畫出三相全控橋變流裝置電路，要求電源變壓器采用Y/Y-12，同時(shí)若同步變壓器分別采用Y/Y-12和Y/Y-6，來滿足同步電壓UT的相量滯后于晶閘管上所加主電壓120°，需分別標(biāo)明同步電壓，電源主電壓和晶閘管之間的對應(yīng)關(guān)

9、系。七、綜合分析題（本大題共10分，共 1 小題，每小題 10 分）如圖7所示整流電路，電阻性負(fù)載，畫出30°時(shí)的輸出電壓波形和電流波形。                      八、綜合題（本大題共10分，共 1 小題，每小題 10 分）電路如圖所示，變壓器二次繞組中點(diǎn)帶有二極管的單相半控橋式整流電路， ，求： (1)輸出電壓隨控制角變化的函數(shù)關(guān)系 ；(2)輸出電壓的最大值

10、Udmax和最小值Udmin。      答案：一、單項(xiàng)選擇題（20分，共 10 題，每小題 2 分）1. A 2. D 3. C 4. B 5. C 6. C 7. D 8. C 9. D 10. C 二、填空題（10分，共 10 題，每小題 1 分）1. 參考答案：光耦合器件；絞合線解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：2. 參考答案：正；電流自動均衡；并聯(lián)解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：3. 參考答案：解題方案：正弦波電壓；鋸齒波電壓評分標(biāo)準(zhǔn)：4. 參考答案：高；低；兩電動勢的差值和回路電阻值解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：5. 參考答案：180°；180°；

11、120°解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：6. 參考答案：配合控制有環(huán)流；邏輯控制無環(huán)流解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：7. 參考答案：電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：8. 參考答案：變壓器漏感; 減少 ; 增大解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：9. 參考答案：GCT；門極換流晶閘管；IGBT；GTO解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：10. 參考答案：確定同步信號與晶閘管陽極電壓的關(guān)系解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：三、判斷改錯(cuò)題（10分，共 5 題，每小題 2 分）1. 參考答案：錯(cuò) 相控整流裝置的缺點(diǎn)是功率因數(shù)較低，控制角越小，功率因數(shù)越高解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：2. 參考答案：解題方案：對評分標(biāo)準(zhǔn)：3. 參考答案：對解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：4

12、. 參考答案：錯(cuò) 為了防止逆變失敗，逆變角不能太小，逆變角的最小值必須加以限制解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：5. 參考答案：錯(cuò) 解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：四、計(jì)算題（10分，共 1 題，每小題 10 分）0. 參考答案：解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：五、簡答題（20分，共 5 題，每小題 4 分）1. 參考答案：在電動機(jī)負(fù)載電路中，電流Id由負(fù)載轉(zhuǎn)矩所決定。當(dāng)電動機(jī)的負(fù)載較輕時(shí)，對應(yīng)的負(fù)載電流也小。在小電流情況下，特別在低速時(shí)，由于電感的儲能減小，往往不足以維持電流連續(xù)，從而出現(xiàn)電流斷續(xù)現(xiàn)象。解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：2. 參考答案：       交流調(diào)壓電路和交流

13、調(diào)功電路的電路形式完全相同,二者的區(qū)別在于控制方式不同。        交流調(diào)壓電路是在交流電源的每個(gè)周期對輸出電壓波形進(jìn)行控制。而交流調(diào)功電路是將負(fù)載與交流電源接通幾個(gè)波,再斷開幾個(gè)周波,通過改變接通周波數(shù)與斷開周波數(shù)的比值來調(diào)節(jié)負(fù)載所消耗的平均功率。        交流調(diào)壓電路廣泛用于燈光控制(如調(diào)光臺燈和舞臺燈光控制)及異步電動機(jī)的軟起動,也用于異步電動機(jī)調(diào)速。在供用電系統(tǒng)中,還常用于對無功功率的連續(xù)調(diào)節(jié)。此外,在高電壓小電流或低電壓大電流直流電源中,也常采用

14、交流調(diào)壓電路調(diào)節(jié)變壓器一次電壓。如采用晶閘管相控整流電路,高電壓小電流可控直流電源就需要很多晶閘管串聯(lián);同樣,低電壓大電流直流電源需要很多晶閘管并聯(lián)。這都是十分不合理的。采用交流調(diào)壓電路在變壓器一次側(cè)調(diào)壓,其電壓電流值都不太大也不太小,在變壓器二次側(cè)只要用二極管整流就可以了。這樣的電路體積小、成本低、易于設(shè)計(jì)制造。         交流調(diào)功電路常用于電爐溫度這樣時(shí)間常數(shù)很大的控制對象。由于控制對象的時(shí)間常數(shù)大,沒有必要對交流電源的每個(gè)周期進(jìn)行頻繁控制。 解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：3. 參考答案：Boost斬波電路的特點(diǎn)是什么？解題

15、方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：4. 參考答案：當(dāng)開關(guān)電源由于負(fù)載減小或交流輸入電壓的升高引起輸出直流電壓升高時(shí)，由PWM環(huán)節(jié)控制，使逆變器中IGBT導(dǎo)通時(shí)間縮短，逆變器輸出脈寬變窄，從而使輸出電壓下降；反之使逆變器輸出脈寬展寬，使輸出電壓上升，由此實(shí)現(xiàn)輸出直流電壓的穩(wěn)定與調(diào)節(jié)。解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：5. 參考答案：1、按照逆變電路直流測電源性質(zhì)分類，直流側(cè)是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路，直流側(cè)是電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。 2、電壓型逆變電路的主要特點(diǎn)是： 直流側(cè)為電壓源，或并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)低阻抗。 由于直流電壓源的鉗位作用，交流側(cè)輸出電壓波形為

16、矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。 當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。 3、電流型逆變電路的主要特點(diǎn)是： 直流側(cè)串聯(lián)有大電感，相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電流基本無脈動，直流回路呈現(xiàn)高阻抗。 電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑，因此交流側(cè)輸出電流為矩形波，并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負(fù)載阻抗情況的不同而不同。 當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時(shí)需要提供無功功率，直流側(cè)電感起緩沖無功能量的作用。因?yàn)榉答仧o功能量時(shí)直流電流并不反向，因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。 解題方案：評分標(biāo)準(zhǔn)：六、分析題（10分，共 1 題，每小題 10 分）0. 參考答案：如圖5所示:  &#